Architektūra ir inžinerija (statybų technika ir technologija) yra labai susijusios, todėl kokybiškas produktas – statinys – gaunamas glaudžiai bendradarbiaujant, kompleksiškai naudojant žinias ir praktikos laimėjimus, kūrybiškai drauge dirbant architektui ir įvairių specializacijų inžinieriams.
Statinių atsiradimo pradžioje (seniausia žmonių pastogė buvo pastatyta prieš 500 tūkst. m.) žmogui svarbiausia buvo turėti galimybę pasislėpti nuo gamtos stichijos, o svarbesnei darantis funkcinei paskirčiai, statiniai sudėtingėjo, atsirado ir vis daugėjo įvairių estetinių, funkcinių ir techninių reikalavimų. Ilgą laiką statinio atsiradimą gebėjo koordinuoti vienas žmogus – statybininkas, įvairiais laikotarpiais vadintas skirtingai – statybininkas, architektas (graikų kalba tai statybų vadovas), inžinierius. Ilgainiui, jau statinio projektavimo stadijos metu, pagrindiniu architekto uždaviniu tapo funkcijos ir estetikos užtikrinimas, o reikiamą tvarumą ir stabilumą užtikrina inžinierius konstruktorius.
Nuo antrosios XX a. pusės statinio funkcionavimą vis labiau lemia jo inžinerinės sistemos. Statinys turi tenkinti ne tik funkcinius, estetinius ir patikimumo reikalavimus (pav. 1), bet ir būti energetiškai efektyvus, nekenksmingas aplinkai per visą gyvavimo laikotarpį. Iki XIX a. architektūra ir inžinerija buvo kartu, tačiau antrojoje XIX a. pusėje atsiskyrė. Laikui bėgant architektūra vis labiau tolo nuo inžinerijos, o civilinė inžinerija specializavosi (atsirado konstruktoriai, statybos technologai, šildymo ir vėdinimo, vandentiekio, nuotekų, elektros ir kitos inžinerinės specialybės bei statybos vadybos specialistai).Tipine tapo situacija, kai jau projektavimo metu architektai užima privilegijuotą padėtį: jie vieni nusprendžia, kokia bus būsimo statinio koncepcija, o inžinieriams paliekamas pasyvus architektūrinių sprendinių materializuotojo vaidmuo. Statinio konstruktorius, galintis būti aktyvus ir atsakingas statinio formos ieškotojas, virto techniniu atlikėju.
Antrojoje XX a. pusėje dėl energetinių išteklių pabrangimo statiniai, ypač – pastatai, projektuojami vis energetiškai efektyvesni ir dažnai jų architektūrinis bei planinis sprendinys glaudžiai siejamas ne tik su konstrukciniu sprendiniu, bet ir su šildymo, vėdinimo, oro kondicionavimo sistemų sprendiniais. Informacinių technologijų plėtra taip pat vis daugiau veikia statinių inžinerinius sprendinius.
Pastarojo laikotarpio statinio, kaip produkto, atsiradimo procesą ir jo dalyvius galima stambiai suskirstyti etapais taip: statybą inicijuoja statytojas, kuris, turėdamas idėją ir finansinių išteklių jai realizuoti, samdo projektuotoją statinio projektui parengti. Parengus statinio projektą, statytojas samdo rangovą statybos darbams atlikti. Įvykdžius statybos darbus, atsiranda produktas – statinys. Prasideda šio produkto naudojimas. Tenka konstatuoti, kad statiniui tampant inžineriniu požiūriu vis sudėtingesniam, mažėja architekto vaidmuo net projektavimo stadijos metu. Statybos darbų vykdymo proceso metu, architektūrai atsiskyrus nuo inžinerijos, architekto kartais prireikia jau tik apdailos darbų vykdymo atvejais, nes statybos etapu dirba daugiausia konstruktoriai bei įvairių kitų specialybių inžinieriai. Baigus statyti, statinio naudojimo laikotarpiu architekto paslaugos kartais reikalingos, kai norima statinį remontuoti, rekonstruoti arba modernizuoti. Normaliai naudojant statinį, vėl svarbesni inžinieriai. Ir galų gale statinio griovimo metu architektas dažniausiai nedalyvauja. Dėl to, kas minėta, pastarąjį šimtmetį šalia civilinės inžinerijos atsirado ir plėtojama architektūros inžinerija. Pabandysime apibrėžti šių dviejų statybos raidos krypčių turinį ir ribas bei aptarti atitinkamų specialistų rengimą, užtikrinantį jų praktinės veiklos sinergiją.
Civilinė inžinerija
Žodis „inžinerija“ buvo siejamas su kariuomenės inžineriniais padaliniais, šia reikšme žodis nebevartojamas. Kitos termino reikšmės yra mechanizmų projektuotojas ar statybininkas, karinio padalinio, atliekančio inžinerinius darbus, narys, bendrąja prasme – išradėjas, projektuotojas, tas, kas įgyvendina sumanymą nagingu ar menišku išradimu, efektyvus vadovas; vėliau – asmuo, kuris išsimokslino ir verčiasi kuria nors inžinerine veikla; specialistas – universitetinės inžinerinės studijų programos absolventas. Antikoje inžinieriais vadinti asmenys, kūrę karinius prietaisus (katapultas ir kitus karo įrenginius).
Situacija pakito atsiradus civilinei inžinerijai (kaip antonimas karo inžinerijai), sujungusiai civilinių statinių statybą. Civilinė inžinerija, kaip žmogaus veikla, egzistuoja nuo žmonijos istorijos pradžios ir pirmų bandymų statyti. Antikos laikais inžinerija buvo daugiau menas nei mokslas, nes jokių visuotinai žinomų ar naudojamų mokslinių inžinerijos susistemintų žinių dar nebuvo. Kitaip nei „karinė inžinerija“, terminas „civilinė inžinerija“ imtas vartoti XVI a. Olandijoje, vėliau Anglijoje, kalbant apie visuomeninius darbus, tiltų ir kelių statybą. Profesionali civilinė inžinerija, kaip ją suvokiame šiandien, atsirado XIX amžiuje. Kaip studijų sritis ji įregistruota 1792 m., 1818 m. Londone buvo įsteigta Civilinės statybos inžinierių sąjunga, o 1828 m. ši sąjunga tapo karališkąja chartija, formaliai pripažįstančia civilinę statybą atskira profesija.
XVIII a. architektai projektuodami dar patys atlikdavo visus darbus, daugelį jų šiandien atlieka statybos inžinieriai. XIX a. architekto pareigos ir teisės projekte vis siaurėja, to pradžia buvo nuo XVII a. vis didėjantis statinių projektuotojų profesionalumas ir specializacija. Kaip natūralus bet kurio žmogaus pagaminamo produkto raidos bruožas, ilgainiui statiniai tampa vis sudėtingesni. Industrinė revoliucija sudarė sąlygas masiniam vartojimui, o estetika tapo atrankos kriterijumi net vidurinės klasės žmonėms, nes ornamentuoti produktai, kadaise prabangūs ir gaminti amatininkų, dabar, gaminami industriniu būdu, tapo pigesni.
1750–1850 m. laikotarpiu pramonės revoliucija Vakarų Europoje padarė didelę įtaką statybos šakos raidai. XIX a. architektūros biuruose architektai kilo karjeros laiptais nuo braižytojų ar klerkų iki iškilių architektų. Atsirado ir vadinamieji garbingieji architektai, dirbę dažniausiai turtingiems statytojams, semdamiesi įkvėpimo architektūros išraiškos formoms daugiausia iš istorinių prototipų. Architektūros statusas visuomenėje darėsi vis reikšmingesnis. XIX a., daugėjant techniškai orientuotos civilinės inžinerijos mokslo žinių, atsirandant vis sudėtingesnių statybos technologijų, architektūros sritis siaurėja. Siekdami profesionalaus statuso, architektai nori, kad į juos nebūtų žiūrima kaip į amatininkus, ilgainiui jie siekė atsiskirti nuo civilinės inžinerijos.
Pramonės amžius lėmė architekto vaidmens pokyčius: architektų atsakas į statybos šakos sudėtingėjimą buvo atestuoto profesionalo atsiradimas. Iki Renesanso architektas buvo asmuo, atsakingas už visas pagrindines statinio techninės veiklos sritis. Virsmas iš antikos architekto į naujųjų laikų architektą ir inžineriją (sutapęs statyboje su manufaktūrų atsiradimu) buvo panašus į virsmą iš amatininkų veiklos į manufaktūrų veiklą. XIX a. pradžiai būdingas šis specializacijų atsiradimas ir gausėjimas. Paskutinė pakopa šiuo aspektu buvo atestuotų profesionalų atsiradimas XX a. viduryje; XIX a., padidėjus statinio sudėtingumui, architektas jau negalėjo suvokti visų statinio projekto dalių, už kurias buvo atsakingas antikos laikotarpiu. Tai atvedė prie veiklos skilimo tiek projektavimo, tiek statybos darbų vykdymo metu. Antikos architekto tradicija gyvavo iki XIX a., kai plieno naudojimas statinio konstrukcijose pastūmėjo architektus bendradarbiauti su plieno specialistais – statybos inžinieriais; kai architektai tapo vis mažiau atsakingi už inžinerines statinio projekto dalis, jų veikla daugiausia apsiribojo statinio funkcijos ir estetikos projektavimu. Be to, XIX a., atsiradus civilinei inžinerijai, architektas buvo traktuojamas kaip menininkas ir ilgainiui jis tapo specialistu, vis mažiau išmanančiu projekto inžinerinę dalį. XIX ir XX a. architektūros profesija atsiskyrė nuo inžinerijos.
Tačiau antikos architekto atgarsių šiandien dar yra, nes neretai jis vykdo statinio projekto vadovo pareigas. Architekto pareigų ir teisių spektras projektuojant XX a. sumažėja dėl vis sudėtingesnių statinio inžinerinių sistemų atsiradimo. Jam jau tenka bendradarbiauti su šildymo, vėdinimo, vandentiekio, nuotekų, elektrotechnikos bei kitais specialistais, kurie rengia atitinkamas statinio projekto dalis. Statybos įvairių profesijų atstovai ilgainiui vis labiau specializuojasi, o architekto veikla koncentruojasi ties bendra statinio koncepcija, projekto architektūros dalimi, kartais vykdant projekto vadovo funkciją, tarpininkaujant tarp statytojo ir rangovo. Projektuojant dalyvauja vis daugiau įvairių specialistų ir architektas tapo vienu iš jų. Architekto veiklą apribojo ir samprata, kad statinys yra produktas, susidedantis iš surenkamų gaminių ir detalių, kurias geriausiai išmano (jas projektuojantys ir gaminantys) inžinieriai, statybos rangovai. Išskyrus sunkmečius, pavyzdžiui, pokario periodus, architektai buvo linkę ignoruoti ekonominį aspektą, atkakliai nepripažino jo svarbos projektavimo procesui. Būtent todėl statinio architektūros sprendiniai, anksčiau buvę išskirtinai architekto kompetencija, ilgainiui iš dalies buvo perimti kitų giminingų profesijų, atsižvelgiančių į ekonominį aspektą su visais jo padariniais.
Šiuolaikinė statybos praktika atskleidžia, kad statinio, kaip produkto, pagrindiniu kriterijumi yra jo rentabilumas. Funkcija, estetika ir net patikimumas tapo išvestiniais kriterijais, kurie sprendžiami detalizuojant projekto koncepciją. Pastato struktūra vis mažiau siejama su jo funkcine paskirtimi, įvairios funkcinės paskirties pastatams dažnai taikomas tas pat konstrukcinis sprendinys (dažniausiai monolitinio, surenkamojo gelžbetonio arba plieno karkasinė konstrukcinė sistema), vėliau „aprengiamas“ stiklo drabužiais, o planiniai sprendiniai – „laisvi“. Esant tokiai situacijai, meno elementų architektūroje mažėja, o pastatų planiniams sprendiniams parinkti dažnai pakanka praktinių amatininko įgūdžių. Projektuojant statinius, architektūra kaip menas reiškiasi tik tada, kai kuriami unikalūs statiniai.
Architektūros inžinerija
Nors daugelis statybos mokslų atsirado XIX šimtmetyje, jų naudojamos žinios jau seniai yra mokslinių tyrimų objektas. Pavyzdžiui, dar Galilėjus savo veikale „Du nauji mokslai“ (1638 m.) analizavo sijų stiprumą. Jis siekė racionalių sistemingų paaiškinimų ir praktines problemas sprendė remdamasis moksliniais metodais. Minėtas veikalas laikomas konstrukcijų analizės, statinio laikančiųjų konstrukcijų matematinio pagrindimo ir projektavimo pradžia. Elektros ir šildymo, vėdinimo sistemos, kurių vaidmuo šiuolaikinėje statyboje itin svarbus, atsirado XVIII amžiuje.
Tobulėjant projektavimo ir rangos metodams, paskutinius kelis XX a. dešimtmečius ir XXI a. statybos šakoje išryškėja: technologinis progresas, nauji statybos organizavimo būdai ir specializacijų atsiradimas pagal statinio projekto dalis, statinių statybos darbų vykdymo pobūdį ir jų tipus; statybos investicijų planavimas, ekonominiai sprendiniai ir skaičiavimai, grįsti visa statinio gyvavimo trukme, kurie užtikrina statinio efektyvumą ne tik jį pastačius, bet ir jo ilgo naudojimo laikotarpiu – aplinkosaugos, darnaus projektavimo ir statybos principų akcentavimas.
Per pastaruosius penkiasdešimt metų projektavimas ir statyba tapo vis sudėtingesni ir labiau teisiškai reglamentuoti. Revoliuciniai socialiniai, kultūriniai ir technologiniai pokyčiai nuo 1800 iki 2000 m. skatina naudojamų inžinerinių sistemų ekonominio pagrįstumo bei patikimumo įvertinimą. Informacinių technologijų plėtra labai veikia statinių projektavimą, atsiranda reali variantinio projektavimo galimybė, statinio statybos ir naudojimo etapų vadyba, pagrįsta išsamia informacija visą statinio gyvavimo laikotarpį.
Nūdienos statinių projektavimui ir statybai kyla naujų iššūkių ir įvairių palankių aplinkybių. Privalomos techninės, teisinės ir kultūrinės žinios yra tokios gilios, kad jokia viena statybos šakos profesija jų negali aprėpti ir būti atsakinga už visas su statiniu susijusias žinias ir patirtį, už kurias buvo atsakingas antikos architektas. Statybos proceso dalyviai atsakingi už projektavimo, mokslo ir technologijų sąveikos teisingo sprendimo paiešką, suburiant kiekvienam konkrečiam statinio projektui projektavimo grupę iš įvairių profesijų specialistų, o vėliau ir įvairių specializacijų statybos rangovus.
XIX a. pabaigoje atsiranda architektūros inžinerijos studijų programa, pagal kurią rengiami specialistai, galintys dirbti kaip statybos šakos, esančios architektūros ir statybos inžinerijos sandūroje, žinovai. Tokios studijų programos atsiradimas nėra atsitiktinis, jis nulemtas anksčiau minėtų statybos šakos raidos. Jau ilgą laiką buvo laukiama, kad architektai turėtų techninių žinių ir kad statybos inžinierius gerai išmanytų architektūros projekto dalį. Formalusis architektūros inžinerijos specialistų rengimas buvo pradėtas ir pirmąkart sąvoka „architektūros inžinerija“ pavartota Ilinojaus technologijos instituto (JAV) studijų programoje, kuri buvo pradėta vykdyti 1890 metais. Architektūros inžinerijos specialistų rengimas buvo vykdomas remiantis ankstesnių civilinės inžinerijos studijų programų patirtimi, holistiškai rengiant studentus praktinei veiklai. Jis buvo paplitęs jau pirmajame XX a. dešimtmetyje JAV. 1910 m. „Penn State“ universitete (JAV) įsteigiama Architektūros inžinerijos katedra ir nuo 1936 m. ten vykdoma seniausia pasaulyje akredituota architektūros inžinerijos studijų programa. Šios programos siekis buvo parengti universalius profesionalus dirbti ties architektūros ir inžinerijos sričių riba.
Būtent todėl XX a. viduryje pagausėjo universitetų, kurie rengė naujo tipo profesionalus dirbti statybos šakoje – architektūros inžinerijos specialistus. Jau 1946 m. Architektūros inžinerijos katedra buvo įsteigta Kalifornijos politechnikos universiteto Inžinerijos fakultete. Studijų programoje pagrindiniai akcentai buvo statinio architektūros ir konstrukcijų dalykai, o 1950 m. buvo įsteigta Architektūros inžinerijos katedra naujai suformuotame fakultete (angl. School of Architecture and Environmental Design; Kalifornija, 2012 m.). Iki XX a. 9-ojo dešimtmečio pradžios architektūros inžinerijos studijų programa buvo siekiama „užpildyti spragą“ tarp architektų ir konstruktorių sinergijos.
Dabartiniai socialiniai pokyčiai skatina sintetinį architektų parengimą su fundamentalių mokslų dalykų žiniomis, kad absolventai galėtų kurti aukštos kokybės daugiafunkcius statinius. Todėl labai svarbu skatinti sričių sintezę, kuri yra architektūros inžinerijoje. Bet architektūrai atskilus nuo civilinės inžinerijos (daugelis architektūros inžinerijos studijų programų buvo civilinės inžinerijos fakultetuose) didžioji dalis architektūros inžinerijos programų prarado meno dalykus. Mūsų (kartu su architektu A. Jodko atliktų) tyrimų metu rasta per 60 įvairių pakopų studijų programų ir jų kombinacijų pasaulio universitetuose. Tarp šių programų yra daug tokių, kurios atsirado per pastaruosius dešimtmečius. 1990 m. atsirado architektūros inžinerijos specialistų atestavimas, inicijuotas JAV tarybos (angl. National Council of Examiners for Engineering and Surveying). Po pirmos grupės atestuotųjų 2003 m. balandį architektūros inžinerija tapo pripažinta atskira kryptimi JAV.
JAV statybos inžinerijos sąjunga įsteigė architektūros inžinerijos padalinį. Dabar JAV yra 17 universitetų, turinčių įvairių pakopų kombinacijų architektūros inžinerijos studijų programų. Studijų programų turinio analizė rodo, kad skirtingose institucijose architektūros inžinerija apima skirtingas dominuojančias studijų sritis: statybines medžiagas, statybos darbų technologijas ir projektų valdymą, energijos taupymą ir darnią statybą, ypatingas dėmesys skiriamas pastato inžinerinėms sistemoms (konstrukcijoms, šildymui, vėdinimui ir kt.), jų tobulinimui, projektavimui, įrengimui ir naudojimui. Studijų programose siekiama suteikti gebėjimą integruoti į statinį visas inžinerines sistemas. Kita vertus, yra architektūros inžinerijos programa, kur su architektūros projektavimu siejamų dalykų kreditų apimtis siekia net 95 % – tai jau architektų rengimo programos.
Projektuojant statinį bendradarbiauja įvairių statybos šakos specialistai, kuriami novatoriški ir darnūs statybos metodai ateities kartoms, todėl architektūros inžinerija vis labiau tampa statybos šakos kryptimi, kuri apima visas statybos techninės veiklos sritis, teikia dėmesį statinio konstrukcijoms, kitoms inžinierių rengiamoms projekto dalims, statybinėms medžiagoms, statybos darbų organizavimui, technologijoms ir projektų valdymui, atsižvelgia į nuostatas, susijusias su statinio poveikiu aplinkai, techniniais, ekonominiais, darnumo reikalavimais. Architektūros inžinerija skatina integruotą, daugiadisciplinį ir holistinį požiūrį į statinių projektavimą, statybą ir naudojimą. Šiandien šildymo, vėdinimo, elektros ir vandentiekio bei nuotekų šalinimo specialistai laikomi vaidinančiais esminį vaidmenį, įgyvendinant darnius projektus.
Architektūros inžinerijos universitetinės bakalauro studijos
Laikai, kai vienas žmogus galėjo sudaryti statinio projektą ir vadovauti jį realizuojant, negrįžtamai praėjo. Statinys tampa vis sudėtingesniu produktu, tačiau jo kokybę iš esmės lemia procese dalyvaujančių įvairių specialistų bendras darbas, jų sinerginė veikla. Todėl labai svarbus tampa jų savitarpio supratimas.
Nuo 2000 m. Vilniaus Gedimino technikos universitete vyksta bakalaurų, o nuo 2004 m. – magistrantūros studijos pagal architektūros inžinerijos programas (bakalaurų programa kaip savarankiška patvirtinta 2012 m.; magistrantūros studijų – 2014 m.). Kurdami šias studijų programas, galvojome apie specialistus, gebančius projektuoti dvi statinio projekto dalis – architektūros ir konstrukcijų. Todėl studijų programos turinyje siekėme pariteto tarp meno (architektūros) ir inžinerijos (iš esmės konstrukcijų mechanikos) dalykų. Sukaupta studijų ir mūsų absolventų praktinio darbo patirtis rodo, kad tokie architektūros inžinerijos specialistai yra platesnio akiračio ir paklausūs.
Išanalizavę pasaulinę architektūros inžinerijos specialistų rengimo praktiką ir pasinaudoję sukaupta patirtimi, parengėme architektūros inžinerijos specialisto (architekto-konstruktoriaus) modelį, kuris mums tapo pagrindu toliau tobulinant mūsų architektūros inžinerijos studijų programą. Tyrinėjant pasaulinę architektūros inžinerijos universitetinių studijų patirtį, kur vyksta studijos pagal architektūros inžinerijos programas, pačias studijų programas, pakankamos analizei apimties, pavyko surasti net 33 universitetuose. Jų palyginimo rezultatai rodo programų blokų kreditų gana didėlę sklaidą, o tai byloja apie nagrinėtų architektūros inžinerijos programų tikslų (specializacijų) įvairovę.
Galima teigti, kad architektūros inžinerija vystosi panašiai kaip ir civilinė inžinerija. Ruošiami skirtingi specialistai, reikalingi statybos produktui sukurti, bet nesirūpinama šių specialistų geresniu savitarpio supratimu ir jų sinerginės veiklos ugdymu. Kita vertus, architektūros inžinerijoje studijų programų, pagal kurias rengiami architektai, atsiradimas leidžia teigti, kad jos vystymosi tendencijos tampa statybos šakai visa apimanti. Civilinė inžinerija jungia viską, kas vyksta statybos šakoje, išskyrus architektūrą.
Pasaulinė statybos praktika rodo, kad masiškai statomų pastatų architektūra nėra meno kūriniai. Mūsų architektų nuogąstavimai dėl sovietinių laikų tipinių projektų ir gamyklinių tipinių detalių naudojimo būtinybės, kaip esą varžančių kūrybą, kaip rodo šiandienos projektavimas, kai įvairioms funkcinėms pastatų paskirtims naudojama vienoda struktūra, kurią įgyvendinant, panaudojant gamyklinius gaminius, statybos produktas – statinys, mūsų įsitikinimu, neabejotinai būtų gerokai saugesnis nei dabartiniai monolitiniai pastatai, buvo nepagrįsti. Šiuolaikinių masiškai statomų pastatų projektavimo, taip pat ir projekto architektūros dalies specialistų rengimas gali būti vykdomas architektūros inžinerijos programų studijų metu.
Manome, kad laikas aptarti architektūros inžinerijos universitetinių bakalauro studijų universalios programos parengimo reikalingumą. Pagal ją būtų rengiami specialistai dirbti statybos šakoje. Jie gautų plataus spektro (inžinerijos ir architektūros) statybos investicinio proceso žinias bei gebėjimus. Šias bakalauro studijas baigusių specialistų magistrantūros studijos galėtų būti specializuotos, apimančios statybos investicinio proceso siauras specializacijas: architektas, konstruktorius, statybos darbų technologas, šildymo bei vėdinimo specialistas ir pan. Tačiau visų architektūros inžinerijos specialistų vienodas bakalaurinis išsilavinimas panaikintų esamą atskirtį tarp architektūros ir inžinerijos, o tai dabartiniu statybos raidos laikotarpiu yra itin aktualu, bei neabejotinai praverstų visų statybos specialistų geram tarpusavio supratimui atliekant praktinį darbą. Po tokių bakalauro studijų apsispręsti dėl magistrantūros studijų specializacijos būtų šiems absolventams gerokai paprasčiau nei šiuo metu stojant į specializuotas bakalauro studijas, kai turimas dažnai gana menkas supratimas apie pasirinktą specialybę. Be to, architektūros inžinerijos bakalaurų studijų unifikavimas būtų naudingas ne tik tokių specialistų sinerginei praktinei veiklai ugdyti, bet ir laisvam judėjimui ir pripažinimui pasaulyje.
Medžiagą parengė: Prof. habil. dr. JOSIFAS PARASONIS, VGTU Architektūros inžinerijos katedros profesorius, VšĮ Statybos ir projektavimo sisteminimo centro direktorius.
